求解线性子空间的交空间

求解线性子空间的交空间

今天群友们讨论一个问题(应该是今年牛客多校的题目),

Linear Algebra, Vector Space: how to find intersection of two subspaces ?

故在此记录一下

math.stackchange上网友的solution:

求解线性子空间的交空间_第1张图片

简单来说,将原有的两个空间的所有基按列放置,分别构成 U U U V V V,然后令:

M ^ = P U P V \hat{M} = P_UP_V M^=PUPV P U ,   P V P_U,\ P_V PU, PV具体见上面图片,其都是 n ∗ n n*n nn的可逆矩阵。

然后如果 M ^ \hat{M} M^由特征值1,那么该特征值对应的特征向量空间即为intersection,也即 ( M ^ − E ) x = 0 (\hat{M}-E)\textbf{x} = \textbf{0} (M^E)x=0

x \textbf{x} x解空间。

一个错误的solution

求解线性子空间的交空间_第2张图片

如果b的基都不能被a表示,不代表交空间为空

考虑三维空间中的两个二维空间,交空间为一维的线

但一个空间的两个基,不一定能由另一个空间的所有基线性表示(两个基可能都不行,只是两个基的某个组合可以被表示

一个代码实现的思路

求解线性子空间的交空间_第3张图片
求解线性子空间的交空间_第4张图片

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